張馨寧，劉雪，劉少偉*，施曉予，宋皓瑜，金鑫

(1.華東理工大學(xué) 食品科學(xué)與工程系，生物反應(yīng)器工程國家重點實驗室，上海 200237；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院，北京 100083)

膏狀香精具有香味濃厚、耐熱性好的特點，被廣泛用于中式菜肴、火鍋底料、肉灌制品和方便面等各種食品中。近年來，餐飲業(yè)及各種方便食品、休閑食品等相關(guān)產(chǎn)業(yè)在我國迅速發(fā)展，消費者對膏狀香精的品種需求也越來越廣泛。運用酶解技術(shù)、美拉德反應(yīng)生產(chǎn)膏狀香精是目前研究香精的熱點[1]。雞肉因蛋白質(zhì)含量高、氨基酸完整、口感好等特點，被廣泛用作肉味香精原料[2]。海藻富含海藻多糖、膳食纖維和多不飽和脂肪酸等，作為一種優(yōu)質(zhì)植物基料，也逐漸應(yīng)用于制作健康、營養(yǎng)的功能性調(diào)味料[3]。

食品的價值取決于感官評價、理化性質(zhì)、微生物、有毒污染物水平和保質(zhì)期等[4]。在這些質(zhì)量指標(biāo)中，食品感官評價是最直觀的，它體現(xiàn)了消費者對產(chǎn)品的接受程度[5]。用語言或數(shù)字表示的感官結(jié)果易受環(huán)境影響導(dǎo)致其穩(wěn)定性差，不具有統(tǒng)計學(xué)意義。模糊邏輯模型是目前食品質(zhì)量控制中一個重要的研究領(lǐng)域[6]，廣泛應(yīng)用于食品的感官評價、質(zhì)量屬性的排序和最優(yōu)化配方的選擇等[7-8]。運用模糊邏輯模型能解決主觀評價帶來的精度低、準(zhǔn)確性差和缺乏重復(fù)性等問題[9]。

目前市售的雞膏主要有濃香原味和椒麻味兩種，缺少味感復(fù)合化的特殊風(fēng)味雞膏產(chǎn)品。因此，本文將以雞肉和海藻為主要原料制作海藻雞肉膏，通過單因素試驗和正交試驗，結(jié)合模糊邏輯模型對感官評價結(jié)果進行驗證，確定最佳配方，以獲得雞肉味濃郁、口感豐富的海藻雞肉膏產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

北京油雞：北京百年栗園生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司；馬尾藻：山東省榮成市嶗山運升海產(chǎn)品店；復(fù)合蛋白酶(120 U/mg)、纖維素酶(50 U/mg)：上海源葉生物有限公司；木糖、葡萄糖、半胱氨酸、硫胺素、玉米淀粉、麥芽糊精：浙江一諾生物科技有限公司；食鹽、香辛料：市售。

1.1.2 儀器

DS-1組織搗碎機 上海標(biāo)本模型廠；多功能粉碎機 永康市鉑歐五金制品有限公司；ST2100 pH計 常州奧豪斯儀器限公司；DL-5-B離心機 上海安亭科學(xué)儀器廠；HHS-II-1電熱水浴鍋 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；CP213電子分析天平 上海奧豪斯儀器有限公司；LMQ.C-80E蒸汽滅菌鍋 濟南來寶醫(yī)療器械有限公司。

1.2 方法

1.2.1 雞肉酶解物的制備

取新鮮的北京油雞去皮、去骨攪碎至肉糜，80 ℃熱處理15 min，冷卻后加入1∶3比例的去離子水，調(diào)節(jié)pH至6.5，加入3000 U/g復(fù)合蛋白酶，在55 ℃恒溫水浴中酶解3.5 h。反應(yīng)結(jié)束后，升溫至90 ℃滅酶15 min，冷卻至室溫，5000 r/min離心10 min，去沉淀，上清液即為雞肉酶解液。

1.2.2 海藻酶解物的制備

將馬尾藻洗凈、烘干、粉碎，在料液比1∶25的海藻粉溶液中，調(diào)節(jié)pH為 4.4，加入4.0% (W/W)纖維素酶，在55 ℃恒溫水浴中酶解3 h。反應(yīng)結(jié)束后，升溫至90 ℃滅酶15 min，冷卻至室溫，5000 r/min離心10 min，去沉淀，上清液即為海藻酶解液。

1.2.3 海藻雞肉膏的制備

按表1的配方，在雞肉酶解液基礎(chǔ)上，依次加入海藻酶解液、木糖、半胱氨酸、硫胺素和雞油，設(shè)置反應(yīng)溫度為100 ℃，于鍋中反應(yīng)80 min，得到美拉德反應(yīng)產(chǎn)物。之后加入食鹽、香辛料、玉米淀粉和麥芽糊精混勻并乳化25 min，停止加熱，靜置放涼，得到海藻雞肉膏。

表1 海藻雞肉膏基礎(chǔ)配方Table 1 The basic formula of seaweed chicken paste

1.2.4 單因素試驗

選取海藻酶解液添加量10%、15%、20%、25%、30%為梯度進行試驗；選取木糖添加量4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%為梯度進行試驗; 選取半胱氨酸添加量0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%為梯度進行試驗；選取反應(yīng)溫度80，90，100，110，120 ℃為梯度進行試驗。

1.2.5 正交試驗優(yōu)化

在以上試驗的基礎(chǔ)上進行正交試驗，優(yōu)化配方，其因素水平表見表2。

表2 海藻雞肉膏正交試驗因素水平表Table 2 The factors and levels of orthogonal experiment for seaweed chicken paste

1.2.6 感官評價方法

感官評價小組由年齡在20～28歲的16名測評員(8名男性和8名女性)組成，試驗前接受過專業(yè)訓(xùn)練，對肉類香精的評定標(biāo)準(zhǔn)熟悉，能夠區(qū)分不同膏狀香精的感官特征，評價標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 感官屬性的評價標(biāo)準(zhǔn)Table 3 The evaluation standard of sensory attributes

1.2.7 模糊邏輯模型的建立[10]

1.2.7.1 樣品總體感官分?jǐn)?shù)的三角模糊數(shù)

感官評分是一個三角形的分布模式，即三角模糊數(shù)，簡稱為三元組。圖1中有5種語言變量，分別表示“差/不重要”、“中等/有點重要”、“好/重要”、“非常好/非常重要”和“優(yōu)秀/極其重要”。

圖1 語言變量的隸屬函數(shù)圖Fig.1 The membership functions of linguistic variables

測評員對樣品i的某一質(zhì)量屬性給出評價，當(dāng)差為n1票，中等為n2票，好為n3票，非常好為n4票，優(yōu)秀為n5票時，得到樣品i的三元組Si：

(1)

三角模糊數(shù)(a b c)和(d e f)的特殊運算法則為 (a b c)⊙(d e f)=(ab ae+db af+dc)，按公式(2)計算樣品的總體感官分?jǐn)?shù)SOi：

SOi=SiC⊙QCrel+SiFO⊙QFrel+SiT⊙QTrel+SiFO⊙QFOrel+SiA⊙QArel。

(2)

式中:SiC、SiF、SiT、SiFO和SiA對應(yīng)色澤、氣味、滋味、形態(tài)和回味三元組，QCrel、QFrel、QTrel、QFOrel 和QArel對應(yīng)各質(zhì)量屬性的模糊相對權(quán)重。

1.2.7.2 感官評分的總體隸屬函數(shù)

感官評分隸屬函數(shù)服從三角形分布，6種感官評價標(biāo)度分別為F1=(1 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0)，F(xiàn)2=(0.5 1 1 0.5 0 0 0 0 0 0)，F(xiàn)3=(0 0 0.5 1 1 0.5 0 0 0 0)，F(xiàn)4=(0 0 0 0 0.5 1 1 0.5 0 0)，F(xiàn)5=(0 0 0 0 0 0 0.5 1 1 0.5)和F6=(0 0 0 0 0 0 0 0 0.5 1)，分別對應(yīng)了“不滿意”、“中等”、“滿意”、“好”、“很好”和“優(yōu)秀”6種評價標(biāo)度。

圖2 感官標(biāo)度的隸屬函數(shù)圖Fig.2 The membership functions of sensory scale

對于三元組(a b c)來說，當(dāng)給定的值為a時，隸屬度為1；當(dāng)給定的值小于a-b或大于a+c時，隸屬度為0。對于給定的值x，三角模糊數(shù)隸屬函數(shù)Bx可表示為[11]：

(3)

1.2.7.3 樣本的相似值和排序

按公式(4)計算樣本的相似值Sm：

(4)

式中：Fn＇是矩陣Fn的轉(zhuǎn)置矩陣；Bx＇是矩陣Bx的轉(zhuǎn)置矩陣。比較不同樣品的相似值，對樣品進行排序。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0軟件進行單因素方差分析。采用Microsoft Office Excel 2016、Matlab R2017a分析模糊邏輯模型的感官數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 海藻酶解液添加量對海藻雞肉膏感官品質(zhì)的影響

由圖3可知，隨著海藻酶解液添加量的增加，感官分?jǐn)?shù)呈先上升后下降的趨勢。海藻酶解液添加量為20%時，感官分?jǐn)?shù)最高。海藻酶解液中谷氨酸和天冬氨酸含量較高[12]，濃縮加熱后鮮味增強，與雞肉酶解液進行風(fēng)味契合，可以達(dá)到理想的風(fēng)味效果。當(dāng)添加量超過20%時，感官評分開始下降，可能是樣品的藻腥味加重，肉香味減少，導(dǎo)致回味變差，這是大多數(shù)測評員不能接受的。故海藻酶解液添加量選擇15%、20%、25%為宜。

圖3 海藻酶解液添加量對海藻雞肉膏感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of seaweed enzymatic hydrolysate additive amount on the sensory quality of seaweed chicken paste

2.1.2 木糖添加量對海藻雞肉膏感官品質(zhì)的影響

由圖4可知，隨著木糖添加量的逐漸增大，感官評分呈上升趨勢。在添加量達(dá)到5.5%時，產(chǎn)物呈棕褐色，伴有雞肉香、烤香和焦糖香。在添加量大于5.5%后，感官評分開始下降，可能是因為添加了較多的還原糖，使得體系中的游離氨基酸含量顯著降低[13]，加劇了褐變反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)物色澤變暗，焦糖味重，肉香味被掩蓋。因此，選擇木糖的最適添加量為5.0%、5.5%、6.0%。

圖4 木糖添加量對海藻雞肉膏感官品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of xylose additive amount on the sensory quality of seaweed chicken paste

2.1.3 半胱氨酸添加量對海藻雞肉膏感官品質(zhì)的影響

由圖5可知，半胱氨酸添加量對海藻雞肉膏的感官品質(zhì)影響顯著，當(dāng)半胱氨酸的添加量為0.3%時，產(chǎn)物的整體感官較好，雞肉香濃郁。半胱氨酸與脂質(zhì)和還原糖的熱降解反應(yīng)能產(chǎn)生大量的含硫化合物，隨著半胱氨酸的增加，肉味特征香氣物質(zhì)也加速生成[14]。當(dāng)半胱氨酸的添加量小于0.3%時，雞肉味淡，風(fēng)味不顯著。當(dāng)半胱氨酸的添加量大于0.3%時，感官品質(zhì)變化不大。因此，選擇0.2%、0.3%、0.4%為半胱氨酸的最適添加量。

圖5 半胱氨酸添加量對海藻雞肉膏感官品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of cysteine additive amount on the sensory quality of seaweed chicken paste

2.1.4 反應(yīng)溫度對海藻雞肉膏感官品質(zhì)的影響

由圖6可知，反應(yīng)溫度對海藻雞肉膏的感官品質(zhì)有明顯影響，溫度從80 ℃升至120 ℃時，感官分?jǐn)?shù)先上升后下降。當(dāng)溫度為80 ℃時，因熱反應(yīng)速率慢，反應(yīng)不完全，造成生腥味重，雞肉香被覆蓋；當(dāng)反應(yīng)溫度為100 ℃時，樣品整體感官最優(yōu)；當(dāng)溫度為120 ℃時，反應(yīng)變得劇烈，加速生成噻烷、噻嗪、吡嗪類物質(zhì)[15]，伴有焦糊味，對整體感官產(chǎn)生影響。因此，選擇90，100，110 ℃為最佳反應(yīng)溫度。

圖6 反應(yīng)溫度對海藻雞肉膏感官品質(zhì)的影響Fig.6 Effect of reaction temperature on the sensory quality of seaweed chicken paste

2.2 正交試驗結(jié)果

海藻雞肉膏配方優(yōu)選的正交試驗結(jié)果見表4。

表4 海藻雞肉膏正交試驗結(jié)果Table 4 The orthogonal experiment results of seaweed chicken paste

分析上述正交試驗，4個因素對海藻雞肉膏感官評分的影響順序依次是：A(海藻酶解液添加量)>C(半胱氨酸添加量)>D(反應(yīng)溫度)>B(木糖添加量)。由直觀分析可見最優(yōu)組合為A2B3C1D2，即制備海藻雞肉膏的最佳工藝條件為：海藻酶解液添加量20%，木糖添加量6.0%，半胱氨酸添加量0.2%，反應(yīng)溫度100 ℃，此時制備的海藻雞肉膏感官評分為86.4分，產(chǎn)品雞肉香味濃郁、風(fēng)味突出、口感醇厚。

2.3 模糊邏輯模型驗證

為了使試驗結(jié)果更有可靠性和合理性，選取在正交試驗中得分高于80分的4組樣品進行驗證性試驗，結(jié)合模糊邏輯模型對感官評價結(jié)果進行優(yōu)化檢驗。4組樣品分別記作S1(A2B1C2D3)，S2(A2B2C3D1)，S3(A2B3C1D2)和S4(A3B1C3D2)。

2.3.1 樣品整體感官分?jǐn)?shù)

由表5可知，依次對4組樣品的感官屬性進行評分，其中S3所有屬性的優(yōu)秀得票數(shù)都高于其他樣品。

表5 樣品感官得分表Table 5 The sensory scores of samples

根據(jù)公式(1)計算樣本的感官分?jǐn)?shù)三元組，色澤、氣味、滋味、形態(tài)和回味三元組分別記作SiC、SiF、SiT、SiFO和SiA，其結(jié)果為S1C=(42.19 21.88 25.00)，S2C=(59.38 25.00 23.44)，S3C=(75.00 25.00 18.75)，S4C=(35.94 20.31 25.00)，S1F=(57.81 25.00 23.44)，S2F=(65.63 25.00 21.88)，S3F=(81.25 25.00 15.63)，S4F=(40.63 20.31 25.00)，S1T=(46.88 23.44 23.44)，S2T=(65.63 25.00 21.88)，S3T=(79.69 25.00 17.19)，S4T=(32.81 20.31 25.00)，S1FO=(64.06 25.00 20.31)，S2FO=(75.00 25.00 17.19)，S3FO=(85.94 25.00 14.06)，S4FO=(53.13 25.00 21.88)，S1A=(31.25 18.75 25.00)，S2A=(39.06 23.44 25.00)，S3A=(59.38 25.00 23.44)，S4A=(23.44 17.19 25.00)。

用不重要、有點重要、重要、非常重要和極其重要的評價指標(biāo)表示測評員對不同屬性的偏好程度，由表6可知，質(zhì)量屬性的得分都集中在重要、非常重要和極其重要中，沒有一個屬性被認(rèn)為是不重要的。

表6 質(zhì)量屬性感官得分表Table 6 The sensory scores of quality attributes

用QC、QF、QT、QFO和QA表示色澤、氣味、滋味、形態(tài)和回味的三元組，其結(jié)果為QC=(70.31 25.00 18.75)，QF=(79.69 25.00 12.50)，QT=(84.38 25.00 10.94)，QFO=(76.56 25.00 17.19)，QA=(67.19 25.00 20.31)。根據(jù)三角模糊數(shù)的運算法則，將質(zhì)量屬性三元組的第一個數(shù)除以質(zhì)量屬性總得分得到模糊相對權(quán)重，則質(zhì)量屬性的模糊相對權(quán)重分別為QCrel=(0.186 0.066 0.050)，QFrel=(0.211 0.066 0.033)，QTrel=(0.223 0.066 0.029)，QFOrel=(0.202 0.066 0.045)，QArel=(0.178 0.066 0.054)。按公式(2)計算所有樣品的總體感官分?jǐn)?shù)，得SO1=(49.01 38.97 33.32)，SO2=(61.64 44.87 34.29)，SO3=(76.80 50.21 33.43)，SO4=(37.49 33.00 32.12)。

2.3.2 感官分?jǐn)?shù)的總體隸屬函數(shù)

將0≤x≤100平分為10個區(qū)間，Bx取每個區(qū)間隸屬度的最大值。以S1為例，SO1=(49.01 38.97 33.32)，則a=49.01，b=38.97，c=33.32，B1在x∈[0,10]，[10,20]，[20,30]，[30,40]，[40,50]，[50,60]，[60,70]，[70,80]，[80,90]，[90,100]時的值為0，0.2556，0.5122，0.7688，1.0000，0.9704，0.6703，0.3702，0.0701，0。用相同的方法計算其他樣品的感官分?jǐn)?shù)總體隸屬函數(shù)，結(jié)果見表7。

表7 樣品的總體隸屬函數(shù)值Table 7 The overall membership function values of samples

2.3.3 樣品相似值及排序

樣品感官分?jǐn)?shù)相似值體現(xiàn)了測評者對該樣品的喜愛程度，結(jié)果見表8。S3的最大相似值出現(xiàn)在“很好”評級中，S2的最大相似值對應(yīng)了“好”評級，S1和S4都對應(yīng)了“滿意”評級。根據(jù)最大隸屬度原則比較每個樣本相似值，得到以下排序：S3(很好，0.7196)>S2(好，0.7421)>S4(滿意，0.8275)>S1(滿意，0.7272)。因此S3是喜愛度最高的海藻雞肉膏樣品，且模糊邏輯模型的分析結(jié)果與正交結(jié)果吻合。經(jīng)過驗證試驗確定了海藻雞肉膏的最優(yōu)工藝配方為：海藻酶解液添加量20%，木糖添加量6.0%，半胱氨酸添加量0.2%，反應(yīng)溫度100 ℃。

表8 樣品相似值及排序Table 8 The similarity values and ranking of samples

3 結(jié)論

本試驗以雞肉酶解液為主要原料制作海藻雞肉膏產(chǎn)品。以感官品質(zhì)為評價指標(biāo)，通過單因素試驗和正交試驗研究不同因素對海藻雞肉膏感官品質(zhì)的影響，并采用模糊邏輯模型進行驗證試驗。試驗結(jié)果表明：在其他條件不變的情況下，海藻酶解液添加量20%，木糖添加量6.0%，半胱氨酸添加量0.2%，反應(yīng)溫度100 ℃時制得的海藻雞肉膏感官品質(zhì)最好。本試驗不僅為創(chuàng)新研發(fā)海藻雞肉膏產(chǎn)品提供了借鑒，也為模糊邏輯模型應(yīng)用于食品配方優(yōu)化提供了參考。